廣東省新興縣都斛銅礦床地質(zhì)特征與找礦潛力

盧賽虎，龍 輝，邱文鋒，李 江，李澤源，楊玉鑫

(廣東省有色金屬地質(zhì)局九三三隊，廣東 肇慶 526060)

0 引言

近年來，在粵西地區(qū)斑巖型礦床找礦工作取得了一系列重要突破。例如封開縣園珠頂大型銅鉬礦、春灣—七根大型鉬礦、天堂中型鉛鋅銅礦均產(chǎn)于燕山期斑巖體周邊[1-6]。廣東省新興縣都斛銅礦床是近年來在吳川—四會構(gòu)造帶邊緣中發(fā)現(xiàn)的一處多期侵入巖接觸帶附近的銅礦床[7-13]，礦石類型主要為細脈含銅黑云母二長花崗巖，同時還具有浸染狀黃銅礦的礦化特征[14]，目前累計查明的銅礦資源量達到小型規(guī)模。本文通過對都斛銅礦礦床地質(zhì)特征和礦床成因分析，提出了該礦床的成礦模式及找礦潛力，以期在粵西地區(qū)的斑巖型銅礦找礦方面起參考作用。

1 礦區(qū)地質(zhì)概況

都斛銅礦床位于廣東省新興縣東成鎮(zhèn)，距縣城直距6 km，地處區(qū)域華夏系構(gòu)造吳川—四會構(gòu)造帶與高要—惠來構(gòu)造巖漿巖帶的交接部位[9-12](圖1)。都斛銅礦區(qū)面積約25 km2，為大面積的巖漿巖出露區(qū)。

圖1 吳川—四會斷裂帶部分區(qū)域地質(zhì)及礦產(chǎn)分布圖Fig.1 Regional and geological map of the mineral distribution in part of Wuchuan-Sihui fault zone1—古近系 2—白堊系 3—上侏羅統(tǒng)高基坪群上亞群 4—上三疊統(tǒng) 5—三疊系 6—泥盆系—二疊系 7—泥盆系—石炭系 8—奧陶系—志留系 9—奧陶系 10—寒武系 11—震旦系 12—燕山期花崗巖類 13—海西—印支期花崗巖類 14—海西期花崗巖類 15—加里東期花崗巖類 16—流紋斑巖 17—海西期混合花崗巖 18—加里東期混合花崗巖 19—斷層 20—動力變質(zhì)破碎帶 21—銅礦床(點) 22—鉬礦床 23—銅鉛鋅多金屬礦床

1.1 礦區(qū)地層

礦區(qū)地層相對簡單，僅在燕山三期黑云母二長花崗巖內(nèi)見有變質(zhì)砂巖、堇青云母角巖、千枚巖的殘留體或捕虜體，其時代屬震旦系大紺山組(Z1d)。另外沿河溪兩岸及溝谷有第四系(Q)洪積層分布。

1.2 礦區(qū)構(gòu)造

礦區(qū)以NE和NW向斷裂帶為主，規(guī)模大且發(fā)育最好。斷層產(chǎn)生的節(jié)理裂隙為銅成礦活動提供了有利的成礦空間。

NE向斷裂(F1)：為吳川—四會深大斷裂的次一級構(gòu)造，從礦區(qū)東南面經(jīng)過，為礦區(qū)主要控巖及控礦構(gòu)造。該破碎帶長2500 m，寬度24～35 m，總體走向24°～35°，傾向SE，傾角68°～75°。該組斷裂具有多次后期復活現(xiàn)象，在平面上呈舒緩波狀，或呈“S”狀，斷裂構(gòu)造內(nèi)伴有銅多金屬礦化。

NW向斷裂(F2、F3)：為NE向F1斷裂的次一級斷裂，多發(fā)育在礦區(qū)豬尾山區(qū)段花崗閃長斑巖內(nèi)外，長度80～180 m，寬度2～10 m，傾向SW或NE，傾角55°～68°。F2、F3斷裂顯示礦區(qū)花崗閃長斑巖內(nèi)外次級構(gòu)造活動頻繁，是否為礦區(qū)內(nèi)創(chuàng)造了有利的容礦空間需進一步驗證。

節(jié)理裂隙：F1正斷層及其次級構(gòu)造使花崗閃長斑巖及其圍巖(黑云母二長花崗巖)產(chǎn)生了較多節(jié)理裂隙，局部節(jié)理裂隙密集構(gòu)成網(wǎng)格狀，主要三組，產(chǎn)狀分別為100°～120°/80°～85°、140°～150°/80°、55°/85°，其中以NNE及NE向發(fā)育較好。上述幾組裂隙均充填以黃鐵礦、黃銅礦為主的硫化物細脈。節(jié)理裂隙越發(fā)育、越密集部位，相應的銅礦體品位越高。本文統(tǒng)計了ZK101和ZK103兩個鉆孔不同位置中含礦細脈的數(shù)量、厚度等數(shù)據(jù)(表1、表2)。

表1 鉆孔ZK101含銅礦細脈統(tǒng)計Table 1 List of copper-bearing small veins in the drilling hole ZK101

表2 鉆孔ZK103含銅礦細脈統(tǒng)計Table 2 List of copper-bearing small veins in the drilling hole ZK103

1.3 礦區(qū)巖漿巖

巖漿巖是礦區(qū)中分布的主要巖石，出露面積>25 km2，屬新興巖體的一部分，主要是燕山三期和燕山五期的侵入體。

燕山三期黑云母二長花崗巖：分布面積大，在礦區(qū)內(nèi)都有分布，占礦區(qū)面積約90%，同位素K-Ar年齡為205 Ma。巖石呈淺灰白色，中細粒半自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造；巖石由微斜紋長石、鈉更長石、正長石、石英、黑云母、角閃石少量和微量礦物組成。

燕山五期花崗閃長斑巖(圖2)：主要分布于礦區(qū)南東面的豬尾山周邊，主體平面上呈一NNE向的小巖株產(chǎn)出，出露面積約0.02 km2，在豬尾山主體小巖株周邊有有多個巖枝露頭出露，出露范圍較小，基本呈脈狀產(chǎn)出。通過鉆探揭露到花崗閃長斑巖20 m(未揭穿)，巖性為灰白色，淺黃綠色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造；巖石主要由斑晶和基質(zhì)組成，斑晶主要為石英、斜長石、黑云母、角閃石，基質(zhì)主要為石英、長石、黑云母及少量絹云母、綠泥石、鋯石、磷灰石等不透明礦物組成。與黑云母二長花崗巖呈侵入接觸關(guān)系，邊緣呈小巖株穿插于黑云母二長花崗巖中。

圖2 都斛礦區(qū)豬尾山區(qū)段地質(zhì)簡圖Fig.2 The geological sketch map of Zhuweishan section in Douhu mining area1—第四系 2—黑云母二長花崗巖 3—花崗閃長斑巖 4—斷層 5—見礦鉆孔及編號 6—剖面線

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 化探異常特征

礦區(qū)1∶1萬化探次生暈圈定了豬尾山化探異常，異常等值線呈圓環(huán)形，面積2 km2。Cu-Pb-Mo多元素異?；局丿B呈圓環(huán)狀分布，各元素的高值異常中心多分布在東部和北部，呈半環(huán)斷續(xù)分布。整體上異常呈環(huán)形環(huán)繞花崗閃長斑巖分布，從內(nèi)向外元素的分帶為Mo-Cu-Pb-Ag。各元素常見質(zhì)量分數(shù)為Cu(100×10-6)、Pb(300×10-6)、Mo(5×10-6)、Ag(0.5×10-6)，峰值Cu(1000×10-6)、Pb(2500×10-6)、Mo(40×10-6)、Ag(20×10-6)。從地表槽探(剝土)和鉆探揭露所發(fā)現(xiàn)的銅鉛鋅礦化體基本與高異常區(qū)吻合，大致呈環(huán)形環(huán)繞花崗閃長斑巖體分布。

2.2 礦化特征

礦區(qū)的金屬礦化以銅為主，伴生有銀。銅礦化分為兩種礦化類型。

1)細脈含銅黑云母二長花崗巖型，為礦區(qū)內(nèi)目前的主要礦化類型。銅礦化主要產(chǎn)于黑云母二長花崗巖中，局部產(chǎn)于花崗閃長斑巖中，多沿黑云母二長花崗巖或花崗閃長斑巖接觸帶附近的裂隙產(chǎn)出，形成細脈型黃銅礦。目前圈定的銅礦體均產(chǎn)于豬尾山異常中，大部分銅礦脈平行黑云母二長花崗巖和花崗閃長斑巖的接觸帶產(chǎn)出；礦化主要產(chǎn)于黑云母二長花崗巖中。

2)斑巖型礦化，礦體產(chǎn)于深部鉆孔揭露的花崗閃長斑巖中，鉆孔底部見20 m花崗閃長斑巖未揭穿，巖石具有強烈的絹云母化和黃鐵礦化，黃銅礦呈星點狀、浸染狀分布在巖石中，全巖礦化，全巖銅品位為0.15%。其中在花崗閃長斑巖中見有3.60 m，銅品位為0.45%的銅礦體。斑巖型銅礦化目前僅見于1線附近，地表零星出露。初步認為斑巖型銅礦化可能是花崗閃長斑巖型礦床前緣的礦化帶。

2.3 圍巖蝕變特征

礦區(qū)巖石蝕變強烈，主要出現(xiàn)在小巖體、巖脈周圍以及斷裂、巖體接觸帶上，以絹云母化、綠泥石化為主，伴隨有黃鐵礦化、硅化和多金屬礦化。其中以豬尾山的花崗閃長斑巖體為中心的面狀蝕變最為明顯，其面積達1.5 km2。都斛銅礦化與蝕變分帶在空間上表現(xiàn)處較好的吻合性，水平大致可分為三個礦化蝕變帶。

1)黃鐵礦硅化帶(似千枚巖化帶)：地表在豬尾山頂附近出露，深部主要在ZK103鉆孔中揭露，巖石內(nèi)具硅化和黃鐵礦化，本帶鉆探揭露發(fā)現(xiàn)有浸染狀的銅多金屬礦化體。

2)絹云母綠泥石化帶(泥巖化帶)：分布于似千枚巖化帶外側(cè)，呈環(huán)狀，巖石內(nèi)的斜長石大部分為絹云母化和綠泥石化。本帶地表和鉆探揭露發(fā)現(xiàn)多條脈狀的銅多金屬礦化體。

3)綠泥石綠簾石化帶(青磐巖化帶)：分布于絹云母綠泥石化帶(泥巖化帶)的外圍，呈環(huán)狀，花崗巖中的斜長石、黑云母部分蝕變?yōu)榫G簾石和綠泥石。本帶地表發(fā)現(xiàn)多條脈狀的鉛鋅多金屬礦化，都未形成工業(yè)礦體。

2.4 礦體特征

礦區(qū)銅礦床屬于隱伏的盲礦體，在豬尾山區(qū)段1線鉆孔共圈定22條銅礦體(圖3)，其中工業(yè)銅礦體5條，低品位銅礦體17條。圈定的工業(yè)銅礦體沿走向未控制，沿傾斜控制最大400 m，最大視厚度為5.43 m，礦體傾向SE，傾角60°～75°，平均含Cu 0.42%，伴生Ag 5.50×10-6，礦體賦存高程為156 m～-295 m。上部銅礦體呈脈狀主要賦存于黑云母二長花崗巖中，沿斷裂構(gòu)造平行展布。下部銅礦體呈浸染狀分布在花崗閃長斑巖中(銅礦體未揭穿)，受花崗閃長斑巖體控制。銅礦體沿傾斜方向有變厚變密集的趨勢。

圖3 都斛銅礦床1線剖面圖Fig.3 Sectional map of the prospecting line No.1 in Douhu copper deposit1—黑云母二長花崗巖 2—花崗閃長斑巖 3—斷層破碎帶 4—銅礦體 5—取樣位置 6—探槽及編號 7—鉆孔編號

2.5 礦石組成

礦石中礦物成分較簡單，主要金屬礦物有黃鐵礦和黃銅礦；非金屬礦物為長石、石英、黑云母、絹云母、綠泥石等；礦石礦物主要為黃銅礦；脈石礦物主要為石英。

礦石的主要有用組分為Cu，主要伴生有用組分為Ag，Cu主要賦存于黃銅礦中，Ag與Cu呈正相關(guān)關(guān)系；一般地表銅品位較低，往深部有局部有變富。

2.6 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)主要為他形晶粒狀結(jié)構(gòu)、半自形—自行粒狀結(jié)構(gòu)。① 他形晶粒狀結(jié)構(gòu)：主要是黃銅礦呈他形粒狀，粒徑為0.05～0.35 mm，黃銅礦呈星點狀或微細脈狀(圖4a)、浸染狀(圖4b)分布于蝕變中，常與黃鐵礦共生。黃銅礦石常見分布于黃鐵礦顆粒邊緣、間隙(圖4c)或晶隙中(圖4d)，交代黃鐵礦形成。② 他形晶粒狀結(jié)構(gòu)：黃鐵礦自形、半自形粒狀結(jié)構(gòu)，粒徑0.05～1.15 mm，常呈細脈侵染狀產(chǎn)于蝕變巖中，并見細脈相互穿插、切割，推斷其形成可能是多期的。

礦石構(gòu)造以脈狀構(gòu)造為主，少部分為浸染狀構(gòu)造。① 脈狀構(gòu)造：黃銅礦和黃鐵礦沿黑云母二長花崗巖裂隙充填呈脈狀。② 浸染狀構(gòu)造：黃銅礦均勻分布于絹云母化花崗閃長斑巖中，呈浸染狀構(gòu)造。

3 控礦條件分析

3.1 控巖控礦條件

吳川—四會區(qū)域斷裂構(gòu)造和高要惠來構(gòu)造巖漿巖帶控制了成礦有關(guān)的燕山期中酸性巖漿巖的活動范圍[9-12]。都斛銅礦以燕山三期侵入的黑云母二長花崗巖為賦礦圍巖，以燕山五期花崗閃長斑巖為成礦巖體，礦體空間展布受控于不同期次巖體的接觸帶和斷裂構(gòu)造的雙重控制[13]，遠離沉積(變質(zhì))地層，從巖體中出現(xiàn)震旦系變質(zhì)巖的捕虜體等現(xiàn)象分析，成礦處于淺成環(huán)境，成礦后的剝蝕程度不大[14]。

3.2 圍巖蝕變與礦化關(guān)系

都斛銅礦的圍巖蝕變主要分為兩類，一是絹云母化、綠泥石化，發(fā)育于黑云母二長花崗巖和花崗閃長斑巖接觸帶，分布空間范圍大，與脈狀銅礦帶分布范圍關(guān)系密切，主要分布于礦區(qū)的淺部；二是黃鐵礦化、硅化，發(fā)育于星點浸染狀黃銅礦化花崗閃長斑巖中。從蝕變的展布特征上分析，礦區(qū)具有上部絹云母化、綠泥石化蝕變，向深部轉(zhuǎn)為黃鐵礦化、硅化蝕變，與上部的脈狀礦化和向深部轉(zhuǎn)為斑巖型礦化相吻合。

4 礦床成因探討

通過對都斛銅礦床地質(zhì)特征分析研究，確定了燕山五期花崗閃長斑巖體和斷裂構(gòu)造聯(lián)合控制了含礦熱液運移和沉淀成礦[7-8]。燕山五期次形成的富含成礦物質(zhì)的花崗閃長斑巖小巖株侵入到近地表，由于溫度、壓力的突變，在巖體頂部和邊緣發(fā)生驟冷、隱爆作用，產(chǎn)生類似于次火山巖體頂部的環(huán)狀、放射狀斷裂裂隙構(gòu)造系統(tǒng)，形成有利的容礦空間，同時作為圍巖的黑云母二長花崗巖，具有很強的隔水能力，加強了成礦熱液在構(gòu)造裂隙中與圍巖充分地進行水巖交換作用，使圍巖發(fā)生強烈的綠泥石化、絹云母化蝕變，形成了都斛花崗閃長斑巖與黑云母二長花崗巖接觸帶附近的銅礦床[13-14]。同時，花崗閃長斑巖小巖株前緣是成礦物質(zhì)聚集的有利部位，淺成環(huán)境是形成斑巖型礦床的有利地質(zhì)條件[13-16]。因此，形成都斛礦區(qū)脈狀、浸染狀銅礦化的含礦巖體是斑巖銅礦床的成礦有利地段，花崗閃長斑巖中的硅化蝕變及斑巖型銅礦化的發(fā)現(xiàn)提供了斑巖型銅礦床的找礦線索[7-8]。

5 找礦潛力分析

都斛銅礦床上部出現(xiàn)脈狀礦體成礦帶，而深部賦存有斑巖型礦化帶，即具有斑巖型礦床典型的“上脈下體”的二元空間結(jié)構(gòu)特征。目前該礦床的找礦范圍為斑巖型礦床的頂部的脈狀礦帶，并且發(fā)現(xiàn)有斑巖型礦化的成礦標志；從絹云母化、綠泥石化蝕變發(fā)育脈狀的銅礦，而黃鐵礦化、硅化發(fā)育浸染狀的銅礦特征分析，礦區(qū)具有尋找斑巖型礦床的找礦潛力。

經(jīng)過對比有關(guān)斑巖型礦床特征[13-16]和本區(qū)成礦地質(zhì)特征，初步得出都斛銅礦床礦模式，并對斑巖型銅礦進行了找礦預測(圖5)。

圖5 都斛銅礦成礦模式及找礦潛力示意圖Fig.5 The schematic map of metallogenic model and prospecting potential of Douhu copper deposit1—黑云母二長花崗巖 2—花崗閃長斑巖 3—斷層破碎帶 4—銅礦體 5—預測脈狀銅礦成礦部位 6—預測斑巖銅礦成礦部位7—硅化、黃鐵礦化帶 8—絹云母化、綠泥石化帶 9—綠泥石化 10—絹云母化 11—黃鐵礦化 12—硅化 13—鉆孔及編號 14—礦體厚度/銅礦品位 15—成礦流體遷移方向